显示单元的制作方法

专利名称：显示单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括有机发光器件等作为显示器件的显示单元。
背景技术：
近年来，作为代替液晶显示器的显示单元，使用包括有机层的自发光型有机发光 器件的有机EL显示器已经在实际中使用。由于有机EL显示器为自发光型显示器，所以其 视角(view angle)比液晶显示器等更宽。此外，有机EL显示器对高清晰度高速视频信号 具有充分响应。用于这种有机EL显示器的有机发光器件具有包括一对电极之间的发光层的有机 层。通过在电极之间施加电压，发光层中发生电子空穴复合，从而发光。所发射的光从一个 电极引出。在有机EL显示器中，为了在提高亮度的同时抑制功耗的增加，已经进行了各种研 究。例如，已经提出了一种技术，在有机发光器件的光引出侧的侧壁上设置包括具有反射膜 的开口的反射器结构(例如，见日本未审查专利申请公开第2005-531102号)。在具有反射 器结构的有机EL显示器中，开口侧壁的反射面在显示面的垂直方向上反射来自发光器件 的光。

发明内容
但是，在具有上述反射器结构的显示器中，当能够提高正面亮度时，则由于下面的 原因很难确保视角。为了确保在显示面垂直方向上的亮度，需要减小反射器结构的开口尺 寸(减小开口率)。在这种情况下，显示面的对角线方向上的亮度减小，因此，视角减小。 同时，为了确保显示面对角线方向上的亮度，需要增大反射器结构的开口尺寸(增大开口 率)。在这种情况下，容易确保视角的同时，不容易获得在显示面垂直方向上引出的光量，因 此，需要施加高驱动电压。S卩，在现有的有机EL显示器中，在尽力确保正面亮度而不增大功耗的情况下，对 角线方向上的亮度降低，而在尽力确保对角线方向上的亮度的情况下，正面亮度很容易降 低。鉴于上述缺点，在本发明中，期望提供一种在抑制功耗增加的同时能够提高亮度 并能够确保宽视角的显示单元。根据本发明的实施方式，提供了一种显示单元，包括正面亮度优先的第一区域， 其中发光区的开口率相对较小；视角亮度优先的第二区域，其中发光区的开口率相对较大； 以及驱动装置，用于驱动第一区域和第二区域。
在本发明实施方式的显示单元中，正面亮度优先的第一区域中的发光区的开口率 相对较小，而视角亮度优先的第二区域中的发光区的开口率相对较大。因此，在第一区域 中，至少与第二区域相比，从发光区至显示面侧引出的光(引出光)不容易散射(diffuse)。 同时，在第二区域中，来自发光区的引出光的散射比第一区域的宽。因此，在通过驱动装置 类似地驱动第一区域和第二区域的情况下，第一区域和第二区域的每束引出光重叠。因此， 在显示面正面方向上的光量增大的同时，确保了对角线方向上的光量。本发明实施方式的显示单元包括，正面亮度优先的第一区域，其中发光区的开口 率相对较小；视角亮度优先的第二区域，其中发光区的开口率相对较大；以及驱动装置，用 于驱动第一区域和第二区域。因此，显示面正面方向上的亮度与显示面对角线方向上的亮 度之间的平衡变得很好。因此，在抑制功耗增加的同时，能够提高亮度并能够确保宽视角。从下面的描述，将更充分地显示出本发明的另外的和进一步的目的、特性及优点。


图1是示出了根据本发明第一实施方式的显示单元的电路结构的示图。图2是示出了图1中所示的像素驱动电路的实例的示图。图3是示出了图1中所示的显示区的结构的平面图。图4A是图3中所示的正面亮度优先的像素的截面结构，而图4B是图3中所示的 视角亮度优先的像素的截面结构。图5是图4A和图4B中所示的有机层的放大截面图。图6是示出了图4A和图4B中所示的像素电路形成层的平面结构的示图。图7A和图7B是示出了图4A和图4B中所示的像素电路形成层的另一截面结构的 示图。图8是驱动图3中所示的像素的情况下的时序图。图9是驱动图3中所示的像素的情况下的另一时序图。图10是示出了图3中所示的像素的显示面正面方向和对角线方向上的亮度分布 的特性图。图11是示出了根据本发明第二实施方式的显示单元中设置的像素的平面结构的 示图。图12是示出了用于驱动图11中所示的像素的像素驱动电路的实例的示图。图13是示出了图12中所示的像素驱动电路的平面结构的示图。图14是示出了包括各实施方式的显示单元的模块的示意结构的平面图。图15是示出了各实施方式的显示单元的第一应用实例的外观的透视图。图16A是示出了从第二应用实例的正面所观察的外观的透视图，并且图16B是示 出了从第二应用实例的背面所观察的外观的透视图。图17是示出了第三应用实例的外观的透视图。图18是示出了第四应用实例的外观的透视图。图19A是打开的第五应用实例的正视图，图19B是其侧视图，图19C是合上的第五 应用实例的正视图，图19D是其左侧视图，图19E是其右侧视图，图19F是其俯视图以及图 19G是其仰视图。
具体实施例方式下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。将以下面的顺序进行描述1.第一实施方式(包括正面亮度优先的像素和视角亮度优先的像素的实例)2.第二实施方式(在一个像素中包括正面亮度优先区域和视角亮度优先区域的 实例)3.模块和应用实例1.第一实施方式(包括正面亮度优先的像素和视角亮度优先的像素的实例)图1示出了根据本发明第一实施方式的显示单元的电路结构。该显示单元被用作 超薄有机发光彩色显示单元等。在该显示单元中，显示区110形成在基板11上。例如，在 显示区110周围，形成作为用于显示视频的驱动器的信号线驱动电路120、扫描线驱动电路 130及电源供给线驱动电路140。在显示区110中，形成以矩阵状态二维设置的多个有机发光器件10RU0G及 10B,以及用于驱动有机发光器件的像素驱动电路150。在像素驱动电路150中，在列方向
上设置多条信号线120A(120A1、120A2.....120Am、...)，而在行方向上设置多条扫描线
130Α(130Α1、· . ·、130Αη、· . ·)和多条电源供给线 140Α(140ΑΚ. . ·、140Αη、· · ·)。将有机发 光器件10RU0G及IOB之一对应于每条信号线120A和每条扫描线130A的每个交叉点设置。 每条信号线120A连接至信号线驱动电路120，而每条扫描线130A连接至扫描线驱动电路 130，每条电源供给线140A连接至电源供给线驱动电路140。信号线驱动电路120意在将对应于从信号供给源(未示出)提供的亮度信息的视 频信号的信号电压提供给通过信号线120A所选择的有机发光器件10RU0G及10B。扫描线驱动电路130由与输入的时钟脉冲同步地顺序移动(传送)启动脉冲的移 位电阻器(shift resistor)等构成。扫描线驱动电路130意在以行为单位扫描对各有机 发光器件10RU0G及IOB视频信号的写入，并向每条扫描线130A顺序地提供扫描信号。电源线驱动电路140由与输入的时钟脉冲同步地顺序移动(传送)启动脉冲的移 位电阻器等构成。电源线驱动电路140与通过扫描线驱动电路130以行为单位的扫描同步 地将彼此不同的第一电位和第二电位之一适当地提供至每条电源供给线140A。从而，选择 驱动晶体管Trl (随后将描述)的导通状态或非导通状态。图2示出了像素驱动电路150的实例。像素驱动电路150为形成在位于在第一电 极12(随后将描述)之下的层中的有源型驱动电路。像素驱动电路150具有驱动晶体管 Trl、写入晶体管Tr2、驱动晶体管Trl与写入晶体管Tr2之间的电容器(保持电容)Cs以及 在电源供给线140A与公共电源供给线(GND)之间串联连接至驱动晶体管Trl的有机发光 器件10R(或10GU0B)。驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2由常规的薄膜晶体管(TFT(薄 膜晶体管))构成。并不具体限定其结构，例如，可以为逆向交错(inversely staggered) 结构(所谓的底栅型，bottom gate type)或交错结构(顶栅型，top gate type)。例如，写入晶体管Tr2的漏电极连接至信号线120A。来自信号线驱动电路120的视 频信号被提供至写入晶体管Tr2的漏电极。写入晶体管Tr2的栅电极连接至扫描线130A。 来自扫描线驱动电路130的扫描信号被提供至写入晶体管Tr2的栅电极。此外，写入晶体 管Tr2的源电极连接至驱动晶体管Trl的栅电极。
例如，驱动晶体管Trl的漏电极连接至电源供给线140A，并且设定从电源供给线 驱动电路140提供的第一电位和第二电位之一。驱动晶体管Trl的源电极连接至有机发光 器件 IOR (或 10G、10B)。保持电容Cs形成在驱动晶体管Trl的栅电极(写入晶体管Tr2的源电极)与驱 动晶体管Trl的源电极之间。图3示出了显示区110的平面结构的实例。在显示区110中，正面亮度优先的像素 101和视角亮度优先的像素102彼此相邻并整体上以矩阵状态二维地设置。在各像素101 和102中，在基板11上形成产生红光的有机发光器件10R、产生绿光的有机发光器件IOG以 及产生蓝光的有机发光器件10B。在像素101的有机发光器件10RU0G及IOB上，形成第一 反射器结构20A。第一反射器结构20A具有在侧壁上具有反射面22A的多个圆形开口 21A。 从而，像素101中发光区15A的开口率(aperture ratio)相对较小。在像素102的有机发 光器件10R、IOG及IOB上，形成第二反射器结构20B。第二反射器结构20B具有在侧壁上具 有反射面22B的矩形开口 21B。从而，发光区15A的开口率相对较大。因此，在像素101中， 至少与像素102中相比，从发光区15A向显示面侧所引出的光(引出光)不容易散射。同 时，在像素102中，来自发光区15A的引出光的宽度(broadness)比第一区域中的更宽。因 此，在同时驱动像素101和102的情况下，像素101和102的每束引出光是重叠的。因此， 在显示面正面方向上的光量增大的同时，也能确保对角线方向上的光量。接下来，将参照图4A 图5及图3描述像素101和102中的有机发光器件10R、 IOG及IOB和反射器结构20A及20B的详细结构。除了反射器结构20A的结构与反射器结 构20B的不同之外，像素101和102具有通用的结构。此外，除了每种有机层14的结构部 分地不同之外，分别形成在像素101和102中的有机发光器件10RU0G及IOB具有通用的 结构。因此，下文中将描述有机发光器件IOR作为通用部分的代表。图4A和图4B示出了像素101和102的截面结构。具体而言，图4A是沿着图3中 所示的像素101的线IV(A)-IV(A)截取的截面图，而图4B是沿着图3中所示的像素102的 线IV(B)-IV(B)截取的截面图。图5是图4A和图4B中所示的有机层14的放大截面图。有机发光器件IOR从基板11侧顺序地包括作为阳极的第一电极12、电极间绝缘 膜13、包括发光层14C的有机层14及作为阴极的第二电极15。被有机层14的电极间绝缘 膜13围绕的区域为发光区15A。在来自发光区15A的光的光引出侧，反射器结构20A和反 射器结构20B分别设置在像素101和像素102中。反射器结构20A和20B分别具有用于引 出光的开口 21A和21B。保护层25形成在开口 21A和21B中及反射器结构20A和20B上。 密封基板26设置在保护层25上来密封该结构。此外，辅助配线113围绕有机发光器件10R。在有机发光器件IOR中，第一电极12用作具有光反射能力的反射膜，而第二电极 15用作具有光透射性的透光膜或半透膜。通过第一电极12和第二电极15，从密封基板26 侧引出发光层14C中产生的光。为了提高发光效率，期望由具有高反射率的材料构成第一电极12。例如，第一电极 12的厚度为IOOnm IOOOnm(包括两端值)，并且由诸如银(Ag)、铝(Al)、铬(Cr)、钛(Ti)、 铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜(Cu)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Pt)、钕(Nd)及金(Au)的 金属元素的单质或合金构成。第一电极12可以具有多层结构，只要该结构具有光反射性即 可。例如，具有多层结构的第一电极12可以在由上述具有高反射率的金属材料构成的层上面或下面具有由诸如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)及氧化锡(SnO2)的透光导电材料构成 的层。形成第一电极12以覆盖基板11表面的一部分，并且填充连接孔114。从而，第一电 极12变为通过连接孔114与驱动晶体管Trl (其金属层216S)导通的状态。设置电极间绝缘膜13，以填充每个第一电极12之间的间隙，并且覆盖第一电极12 的端面和外围部的顶面。通过电极间绝缘膜13，确保了第一电极12与第二电极15之间的 绝缘性能，并且使有机发光器件IOR的发光区15A的开口精确形成为期望的形状。电极间 绝缘膜13的材料的实例包括诸如聚酰亚胺(polyimide)的有机材料。有机层14设置在第一电极12的顶面上。例如，如图5所示，有机层14从第一电 极12侧顺序地具有空穴注入层14A、空穴输送层14B、发光层14C及电子输送层14D。这种 结构被同样地应用于有机发光器件IOG和10B。空穴注入层14A意在提高空穴注入率，并且用作缓冲层以防止电流泄漏。空穴输 送层14B意在提高向发光层14C输送电子空穴的效率。发光层14C意在通过施加电场产生 由电子空穴复合引起的光。电子输送层14D意在提高向发光层14C输送电子的效率。由 LiF和Li2O构成的电子注入层(未示出)可以设置在电子输送层14D与第二电极15之间。有机层14的结构根据有机发光器件10RU0G及IOB的发光颜色而改变。将详细 描述有机发光器件10RU0G及IOB的各有机层14。例如，有机发光器件IOR的空穴注入层14A的厚度为5nm 300nm (包括两端值)， 并且由4，4'，4〃 -三(3-甲基苯基-苯基氨基)三苯胺(4，4'，4〃 -tris (3-methylpheny lphenylamino)triphenyl 31^1^)(111-]\01^1六)或4，4'，4〃 -三(2-萘基苯基氨基)三苯胺 (4,4' ，4〃 -tris (2-naphthylphenylamino) triphenyl amine) (2—TNATA)构成。例如，有 机发光器件IOR的空穴输送层14B的厚度为5nm 300nm(包括两端值)，并且由二 [ (N-萘 基)-N-苯基]对二氨基联苯(bis [(N-naphthyl)-N-phenyl]benzidine) ( α -NPD)构成。例 如，有机发光器件IOR的发光层14C的厚度为IOnm IOOnm(包括两端值)，并且由其中40 体积％的2，6_ 二 [4-[N-(4-甲氧苯基)-N-苯基]氨基苯乙烯]萘-1，5-二氰咪唑(2，6_b is[4-[N-(4-metoxyphenyl)-N-phenyl]aminostyri1]naphthalene-1,5-dicarbonitrile) (BSN-BCN)与 8-羟基喹啉铝络合物(8-quinolinol aluminum complex) (Alq3)混合的材料 构成。例如，有机发光器件IOR的电子输送层14D的厚度为5nm 300nm (包括两端值)，并 且由Alq3构成。例如，有机发光器件IOG的空穴注入层14A的厚度为5nm 300nm (包括两端值)， 并且由m-MTDATA或2-TNATA构成。例如，有机发光器件IOG的空穴输送层14B的厚度为 5nm 300nm (包括两端值)，并且由α -NPD构成。例如，有机发光器件IOG的发光层14C的 厚度为IOnm IOOnm(包括两端值)，并且由其中3体积％的香豆素6(coumarin 6)与Alq3 混合的材料构成。例如，有机发光器件IOG的电子输送层14D的厚度为5nm 300nm(包括 两端值)，并且由Alq3构成。例如，有机发光器件IOB的空穴注入层14A的厚度为5nm 300nm (包括两端值)， 并且由m-MTDATA或2-TNATA构成。例如，有机发光器件IOB的空穴输送层14B的厚度为 5nm 300nm(包括两端值)，并且由α -NPD构成。例如，有机发光器件IOB的发光层14C 厚度为IOnm IOOnm(包括两端值)，并且由螺旋6Φ (spiro 6Φ)构成。例如，有机发光器 件IOB的电子输送层14D的厚度为5nm 300nm (包括两端值)，并且由Alq3构成。
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例如，第二电极15的厚度为5nm 50nm(包括两端值)，并且由诸如铝(Al)、镁 (Mg)、钙(Ca)及钠(Na)的金属元素的单质或合金构成。具体地，镁银合金(MgAg合金)或 铝(Al)锂(Li)合金(AlLi合金)是优选的。以公用的形式为所有有机发光器件10RU0G 及IOB设置第二电极15，并且将其设置为与各有机发光器件10RU0G及IOB的第一电极12 相对。此外，第二电极15电连接至围绕有机发光器件IOR(或10GU0B)的第一电极12的 辅助配线113。辅助配线113由诸如铜(Cu)的具有低电阻值的导电材料构成，并且意在防 止第二电极15的电压降。反射器结构20A和20B由基材21和反射膜22构成。反射器结构20A意在在显示面的正面方向(垂直方向)上从发光区15A中有效地 引出光。因此，反射器结构20A具有多个开口 21A(这些开口具有如图3所示的圆形平面形 状并具有如图4A所示的锥形截面形状)(在这种情况下，在每个发光区15A上具有2列X6 行个开口 21A)。成为反射面22A的反射膜22设置在开口 21A的侧壁上。S卩，在反射器结 构20A中，反射面22A倾斜，使得密封基板26侧的每个开口 21A的开口直径大于第二电极 15侧的每个开口 21A的开口直径。从而，在正面方向上直接引出在显示面正面方向上从像 素101的发光区15A输出的光。同时，在显示面对角线方向上输出的光被开口 21A的侧壁 反射，从而在正面方向上被引出。结果，在像素101中，正面亮度高于显示面对角线方向上 的亮度。同时，反射器结构20B意在在显示面正面方向和对角线方向上有效地从发光区 15A引出光。因此，反射器结构20B具有开口 21B (该开口具有与如图3所示的发光区15A(矩 形)类似的平面形状并具有如图4B所示的锥形截面形状)。成为反射面22B的反射膜22 也设置在开口 21B的侧壁上。即，在反射器结构20B中，开口 21B的开口面积大于每个开口 21A的开口面积。换句话说，反射器结构20B中的发光区15A的开口率大于反射器结构20A 中的发光区的开口率。结果，在像素102中，与像素101相比，正面亮度较低，但在显示面对 角线方向上的亮度较高。反射器结构20A和20B的基材21意在得到开口 21A和21B的期望形状。例如，反 射器结构20A和20B的基材21由紫外线固化树脂或热固树脂构成。反射膜22意在将来自 发光区15A的光有效地反射至显示面侧。例如，反射膜22由钛(Ti)、铝(Al)及银(Ag)的 单质或包含上述金属中的一种或多种的合金构成。保护层25意在防止水分等进入有机层14。保护层25由具有低透水性和低吸水性 的材料构成，并具有足够的厚度。此外，保护层25对于在发光层14C中产生的光具有高透 射率，并且例如由具有80%或以上透射率的材料构成。例如，这样的保护层25的厚度约为 2 μ m 3 μ m(包括两端值)，并且由无机非晶绝缘材料构成。具体地，非晶硅(α -Si)、非晶 碳化硅(a-SiC)、非晶氮化硅(a-SihNx(C) <χ< 1))及非晶碳(α-C)是优选的。这样 的无机非晶绝缘材料不包括晶粒(grain)，因此，其透水性很低，从而能够构成良好的保护 层25。此外，保护层25可以由诸如ITO的透明导电材料构成。使用粘合层(在密封基板和保护层之间)(未示出)将密封基板26粘结至保护层 25。密封基板26由对在有机发光器件10RU0G及IOB中产生的光透明的诸如玻璃的材料 构成。例如，密封基板26可以设置有滤色片(未示出)。从而，有机发光器件10RU0G及 IOB中产生的光被弓I出，由有机发光器件10R、IOG及IOB和反射器结构20A及20B反射的外部光被吸收，从而改善了对比度。尽管可以在密封基板26的两侧设置滤色片，但是优选地将滤色片设置在有机发 光器件10RU0G及IOB侧，由此，滤色片不会暴露在表面上，并且被粘结层保护。此外，在这 种情况下，反射器结构20A和20B的上端与滤色片之间的距离减小，从而，能够防止从发光 层14C输出的光进入其它邻近的滤色片而产生混合色(mixed color)。滤色片具有红色滤 光片、绿色滤光片及蓝色滤光片(未示出)。相应于有机发光器件10RU0G及IOB顺序地 设置红色滤光片、绿色滤光片及蓝色滤光片。例如，以矩形形状无间隙地分别形成红色滤光 片、绿色滤光片及蓝色滤光片。由混合有颜料的树脂分别构成红色滤光片、绿色滤光片及蓝 色滤光片。通过选择颜料，调节红色滤光片、绿色滤光片及蓝色滤光片，使得在期望的红色、 绿色或蓝色波长区的光透射率高，而其它波长区的光透射率低。接下来，将参照图6 图7B以及图3 图4B描述基板11的详细结构。图6是 示出了图4A和图4B中所示的像素驱动电路形成层(pixel drive circuit formation layer) 112的平面结构并示出了对应于图3中所示的有机发光器件IOR(或10G、10B)的平 面图的像素驱动电路150的示意图。图7A示出了在包括有机发光器件IOR(或10GU0B) 的层中沿着图6中的线VII (A) -VII (A)截取的截面结构，而图7B示出了在包括有机发光器 件IOR(或10GU0B)的层中沿着图6中的线VII (B)-VII (B)截取的截面结构。沿着图6中 的线IV-IV截取的截面结构对应于图4A的截面图或图4B的截面图。在基板11中，在由玻璃、硅(Si)晶片、树脂等构成的基底111上设置包括像素驱 动电路150的像素驱动电路形成层112。在基底111的表面上，作为第一层的金属层，分别 设置作为驱动晶体管Trl的栅电极的金属层211G、作为写入晶体管Tr2的栅电极的金属层 221G及信号线120A。通过由氮化硅、氧化硅等构成的栅极绝缘膜212覆盖金属层211G和 221G及信号线120A。在栅极绝缘膜212上对应于金属层211G和221G的区域中，设置由 (非晶硅等构成的)半导体薄膜所构成的沟道层213和223。在沟道层213和223上，设置 绝缘沟道保护膜214和224，以占据作为沟道层213和223的中央区的沟道区213R和223R。 在其两侧的区域中，设置(由η型非晶硅等构成的)n型半导体薄膜所构成的源区215S和 225S及漏区215D禾口 225D。漏区215D和225D与源区215S禾口 225S被在其间的沟道保护膜 214和224互相分离。其端面被其间的沟道区213R和223R互相分离。此外，作为第二层的 金属层，设置作为漏极配线和漏电极的金属层216D和226D以及作为源极配线和源电极的 金属层216S和226S，以分别覆盖漏区215D和225D及源区215S和225S。金属层216D和 226D以及金属层216S和226S具有这样的结构，即，在该结构中，例如，顺序地层叠钛(Ti) 层、铝(Al)层及钛层。作为第二层的金属层，除了前述的金属层216D和226D以及金属层 216S和226S之外，还设置扫描线130A和电源供给线140A。此外，用由氮化硅等构成的钝 化膜217覆盖整个结构，其上，设置由诸如聚酰亚胺的有机材料和诸如氧化硅(SiO2)的无 机材料所构成的平坦化绝缘膜218。虽然已经描述了具有逆向交错结构(所谓的底栅型) 的驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2，但驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2可以具有交错结 构(顶栅型)。例如，能够以如下方式制造显示单元。首先，在基板111上形成包括驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2的像素驱动电路 150。具体地，首先，例如，通过溅射法在基板111上形成金属膜。此后，例如，通过光刻法、干蚀刻法或湿蚀刻法对金属膜进行图案化，从而在基板111上形成图6 图7B中所示的金属 层211G和221G及信号线120A。接下来，用栅极绝缘膜212覆盖整个表面。随后，在栅极绝 缘膜212上以给定形状顺序地形成沟道层213和223、沟道保护膜214和224、漏区215D和 225D、源区215S和225S、金属层216D和226D及金属层216S和226S。与形成金属层216D 和226D及金属层216S和226S —起，作为第二金属层分别形成扫描线130A和电源供给线 140A。此时，预先形成连接金属层221G与扫描线130A的连接部、连接金属层226D与信号 线120A的连接部以及连接金属层226S与金属层211G的连接部。从而，形成了像素驱动电 路150。此后，用钝化膜217覆盖整个结构。随后，在钝化膜217上形成平坦化绝缘膜218， 从而形成像素驱动电路形成层112，并且完成基板11。接下来，形成有机发光器件10RU0G及10B。具体地，例如，通过光刻法、干蚀刻法 或湿蚀刻法在平坦化绝缘膜218中设置成为连接孔114的开口。随后，例如，通过溅射法在 整个区域上形成由前述第一电极12的构成材料所构成的金属膜。此后，通过使用给定掩膜 在金属膜上形成给定形状的光刻胶图案。此外，通过使用光刻胶图案作为掩膜来执行金属 膜的选择性蚀刻。从而，形成第一电极12和辅助配线113。此时，形成第一电极12，以填充 连接孔114。此后，形成电极间绝缘膜13，以覆盖辅助配线113和除与辅助配线113的第二 电极15的连接部之外的第一电极12的外围部。随后，顺序地层叠空穴注入层14A、空穴输 送层14B、发光层14C及电子输送层14D，以完全覆盖第一电极12，从而形成有机层14。随 后，例如，通过照射激光来去除沉积在与辅助配线113的第二电极15的连接部上的有机层 14。此后，在整个区域上形成与第一电极12(其间具有有机层14)相对并且覆盖辅助配线 113的第二电极15。此时，辅助配线113连接至第二电极15。从而，完成有机发光器件10R、 IOG 及 IOB0随后，形成反射器结构20A和20B。具体地，首先，由基材21的构成材料形成基材 层。随后，通过光刻法或蚀刻法对基材层进行图案化。从而，在有机发光器件10RU0G及IOB 的发光区15A上形成多个圆形开口，以形成像素101，而在有机发光器件10RU0G及IOB的 发光区15A上形成一个矩形开口，以形成像素102。此后，形成反射膜22，以选择性地覆盖 前述开口的侧壁。从而，完成了包括多个圆形开口 21A的反射器结构20A和包括矩形开口 2IB的反射器结构20B。最后，形成保护层25，以覆盖反射器结构20A和20B的开口 2IA和2IB的内侧以及 反射器结构20A和20B的上部。此后，在保护层25上形成粘结层，并且用在密封基板26和 保护层25之间的粘合层将密封基板粘合至保护层。因此，完成了显示单元。在该显示单元中，以如下方式显示视频。通过写入晶体管Tr2的栅电极(金属层 221G)从扫描线驱动电路130向各像素101和102提供扫描信号，并且通过写入晶体管Tr2 将来自信号线驱动电路120的图像信号保持在保持电容Cs中。同时，电源供给线驱动电路 140与通过扫描线驱动电路130以行为单位的扫描同步地向每条电源供给线140A提供比 第二电位高的第一电位。从而，选择驱动晶体管Trl的导通状态，驱动电流Id被注入到各 有机发光器件10RU0G及IOB中，从而产生电子空穴复合而开始发光。光被第一电极12反 射，并且通过第二电极15传输。通过第二电极15传输的光通过开口 21A和21B中的保护 层25和设置在保护层25上的密封基板26传输，并被引出。基于所引出的光显示视频。在显示单元中，在同时驱动沿着信号线130A彼此邻近的一对像素101和102的情况下，能够确保宽的视角。同时，在以每个不同的时序驱动沿着信号线130A彼此邻近的一 对像素101和102的情况下，在正面方向上能够减小视角。将参照图8和图9进行详细描 述。图8示出了用于驱动像素101和102以确保宽视角的时序图。图9示出了用于驱动像 素101和102以在正面方向上减小视角的时序图。首先，将参照图8描述确保宽视角情况。在这种情况下，以如下方式驱动列方向上 彼此邻近的一对像素101和102。首先，扫描线驱动电路130以如下方式向列方向上彼此 邻近的一对像素101和102提供下面的各信号。即，扫描线驱动电路130向像素101的写 入晶体管Tr2提供高于第二电位(低)的第一电位(高)的扫描信号WSl(图8中的部分
(B))，并且扫描线驱动电路130向像素102的写入晶体管Tr2提供高于第二电位(低)的 第一电位(高)的扫描信号WS2(图8中的部分(C))。与第一电位的扫描信号WSl和WS2 同步，电源供给线驱动电路140向像素101和102的每行的电源供给线140A提供高于第二 电位(低)的第一电位(高)(图8中的部分(A))。从而，两个像素101和102的驱动晶体 管Trl的栅极电位和源极电位都上升至给定电位，随后变为恒定电位(图8中的部分(E))。 在将第二电位的扫描信号WSl和WS2 —次性地提供至写入晶体管Trl和Tr2 (图8中的部 分⑶和部分(C))之后，信号线驱动电路120向像素101和102的列的信号线120A提供高 于第二电位(低)的第一电位(高)的图像信号Vsig(图8中的部分(D))。在提供第一电 位的图像信号Vsig之后，提供第一电位的扫描信号WSl和WS2，使得每个写入时间一致(图 8中的部分(B)和部分(C))。从而，像素101和102的驱动晶体管Trl的栅极电位和源极 电位进一步升高，并且选择两个像素101和102的驱动晶体管Trl的导通状态。在选择两 个像素101和102的驱动晶体管Trl的导通状态之后，根据两个像素101和102的驱动晶 体管Trl的栅极电位与源极电位之间的电位差AV(图8中的部分(Ε))，将驱动电流Id注 入到像素101和102的各有机发光器件10RU0G及IOB中，从而像素101和102的发光区 15Α发光。通过像素101中的反射器结构20Α在显示面的正面方向上(垂直方向上)有效 地引出来自发光区15Α的光，并且通过像素102中的反射器结构20Β在显示面的正面方向 和对角线方向上引出来自发光区15Α的光。因此，如图10所示，确保了正面方向和对角线 方向上的亮度。图10示出了在显示面的垂直方向为0度的情况下在每个方向(-200度 200度)上的正面亮度优先的像素101的亮度分布(ClOl)和视角亮度优先的像素102的亮 度分布(C102)。同时，在视角在正面方向上减小的情况下(参照图9)，以如下方式驱动在列方向 上彼此邻近的一对像素101和102。首先，如确保宽视角的情况一样，向在列方向上彼此邻 近的一对像素101和102提供第一电位的扫描信号WSl和WS2(图9中的部分(B)和部分
(C))，并且向像素101和102的行的电源供给线140A提供第一电位(图9中的部分(A))。 接下来，也如确保宽视角的情况一样，在提供第二电位的扫描信号WSl和WS2(图9中的部 分(B)和部分(C))之后，扫描线驱动电路120向像素101和102的列提供第一电位的图像 信号Vsig (图9中的部分(D))。在提供第一电位的图像信号Vsig之后，为了造正面方向 上减小视角，提供第一电位的扫描信号WS1，使得第一电位的扫描信号WSl的写入时间变得 短于第一电位的扫描信号WS2的写入时间(图9中的部分(B)和部分(C))。从而，在像素 101的驱动晶体管Trl的栅极电位与源极电位之间的电位差ΔΥ变大(图9中的部分(E)) 的同时，像素102的驱动晶体管Trl的栅极电位与源极电位之间的电位差ΔΥ变得小于像素101的驱动晶体管Trl的电位差(图9中的部分(F))。从而，选择性地驱动像素101，并 且像素101的发光区15A主要发光。结果，来自像素101的发光区15A的光通过反射器结 构20A在显示面的正面方向上被有效地弓丨出，因此，在正面方向上视角减小。如上所述，该实施方式的显示单元包括像素101和102以及用于驱动像素101和 102的诸如像素驱动电路150的驱动装置。像素101包括其中发光区15A的开口率相对较 小的正面亮度优先区域。像素102包括其中发光区15A的开口率相对较大的视角亮度优先 区域。像素101和102彼此邻近。像素101具有反射器结构20A，该反射器结构包括具有 作为反射面22A的侧壁的多个圆形开口 21A。像素102具有反射器结构20B，该反射器结构 包括具有作为反射面22B的侧壁的矩形开口 21B。因此，至少与像素102相比，在像素101 中，从发光区15A向显示面侧引出的光不容易散射。同时，在像素102中，从发光区15A所 引出的光比像素101中的宽。因此，例如，如图8所示，在像素101和102被类似地驱动的 情况下，像素101和102的每束引出光重叠在一起。结果，在显示面正面方向上的光量增大 的同时，还确保了对角线方向上的光量。因此，显示面正面方向上的亮度与显示面对角线方 向上的亮度之间的平衡变得很好。因此，在抑制功耗增大的同时，能够提高亮度，并且能够 确保宽视角。具体地，在该实施方式中，独立地包括用于驱动像素101的驱动装置和用于驱动 像素102的驱动装置。从而，例如，通过如图9所示地驱动，来独立地驱动像素101和102。 因此，可以减小正面方向的视角，确保宽视角，并且控制显示单元的视角。因此，例如，在显 示单元用作移动终端设备的显示器的情况下，不需要在显示面上粘贴用于控制视角的诸如 防偷窥滤光片(peek preventive filter)的各种滤光片。另外，由于不产生由滤光片的光 吸收，所以能够实现低功耗显示器。在该实施方式中，已经描述了像素101的反射器结构20A具有多个圆形开口 21A 的情况。但是，可以确定开口 21A的形状和开口 21A的数量，以便实现与像素102侧相比相 对较小的开口率。例如，开口 21A的平面形状可以为矩形、多边形或椭圆形。但是，期望地， 为了提高正面亮度，开口 21A的平面形状为圆形。开口 21A的数量期望地为两个以上。此外，在该实施方式中，已经描述了像素102具有反射器结构20B的情况。但是， 视角优先的像素102不必设置反射器结构20B。在这种情况下，可获取与前述显示单元类似 的作用和效果。2.第二实施方式(在一个像素中包括正面亮度优先区域和视角亮度优先区域的 实例)接下来，将参照图11 图13描述根据第二实施方式的显示单元。对于与第一实施 方式相同的元件，将用相同的参考标号来表示，并且将省略其描述。图11示出了设置在根 据本发明第二实施方式的显示单元的显示区110中的像素201的平面结构。该实施方式的 显示单元包括显示区110中的像素201中的正面亮度优先区域和视角亮度优先区域。艮口， 除了设置像素201取代正面亮度优先的像素101和视角亮度优先的像素102之外，该实施 方式具有与第一实施方式的显示单元类似的结构。在该显示单元中，像素201以矩阵状态设置在显示区110中。在像素201中，在设 置有像素驱动电路250 (随后将描述)的基板11上以这样的顺序并排形成产生红色光的有 机发光器件50R、产生绿色光的有机发光器件50G及产生蓝色光的有机发光器件50B。有机发光器件50R、50G及50B分别具有发光区55A和55B。在有机发光器件50R、50G及50B的 发光区55A上，形成反射器结构60A。反射器结构60A具有(具有作为反射面(反射膜，未 示出)的侧壁的)多个圆形开口 61A。从而，发光区55A的开口率相对较小。在发光区55B 上，形成反射器结构60B。反射器结构60B具有(具有作为反射面(未示出)的侧壁的)矩 形开口 61B。从而，发光区55B的开口率相对较大。沿着图11中的线A-A截取的截面结构 对应于图4A中所示的截面结构。沿着图11中的线B-B截取的截面结构对应于图4B中所 示的截面结构。S卩，在像素201中，由于反射器结构60A的原因，从发光区55A向显示面侧引出的 光不容易散射，而与从发光区55A引出的光相比，由于反射器结构60B的原因，从发光区55B 引出的光在对角线方向上散射。因此，在像素201中，来自发光区55A和55B的每束引出光 重叠在一起。结果，在显示面正面方向上的光量增加的同时，还确保了对角线方向上的光量。有机发光器件50R、50G及50B的发光区55A和55B从基板11侧分别顺序地具有 作为阳极的第一电极、电极间绝缘膜、有机层以及作为阴极的第二电极(未示出)。有机发 光器件50R、50G及50B的第一电极、电极间绝缘膜、有机层及第二电极分别具有类似于有机 发光器件10RU0G及IOB的第一电极12、电极间绝缘膜13、有机层14及第二电极15的结构。反射器结构60A和60B具有类似于前述的反射器结构20A和20B的结构。如在第一实施方式的显示单元中一样，通过保护层和密封基板(未示出)来密封 有机发光器件50R、50G及50B和反射器结构60A及60B。图12示出了对应于有机发光器件50R(或50G、50B)的像素驱动电路250的实例。 像素驱动电路250为与前述的像素驱动电路150 —样的有源型驱动电路。像素驱动电路 250形成在位于有机发光器件50R(或50G、50B)的发光区55A和55B的各第一电极之下的 层中。像素驱动电路250具有驱动晶体管Drl、写入晶体管Wrl、驱动晶体管Drl和写入晶 体管Wrl之间的保持电容Csl及在电源供给线140A与公共电源供给线(GND)之间串联连 至驱动晶体管Drl的有机发光器件50R(或50G、50B)的发光区55A。另外，像素驱动电路 250具有驱动晶体管Dr2、写入晶体管Wr2、驱动晶体管Dr2和写入晶体管Wr2之间的保持电 容Cs2、及在电源供给线140A与公共电源供给线之间串联连接至驱动晶体管Dr2的有机发 光器件50R(或50G、50B)的发光区55B。例如，将写入晶体管Wrl和Wr2的各漏电极连接至相同的信号线120A。向写入晶 体管Wrl和Wr2的漏电极提供来自信号线驱动电路120的视频信号。将写入晶体管Wrl和 Wr2的各栅电极连接至相同的扫描线130A。向写入晶体管Wrl和Wr2的栅电极提供来自扫 描线驱动电路130的扫描信号。此外，将写入晶体管Wrl的源电极连接至驱动晶体管Drl 的栅电极。将写入晶体管Wr2的源电极连接至驱动晶体管Dr2的栅电极。例如，将驱动晶体管Drl和Dr2的各漏电极连接至电源供给线140A，并且通过电源 供给线驱动电路140来设定第一电位和第二电位之一。将驱动晶体管Drl的源电极连接至 有机发光器件50R(或50G、50B)的发光区55A。将驱动晶体管Dr2的源电极连接至有机发 光器件50R(或50G、50B)的发光区55B。具体地，驱动晶体管Drl的源电极通过连接孔271 连接至对应于发光区55A的第一电极，而驱动晶体管Dr2的源电极通过连接孔272连接至对应于发光区55B的第一电极。在驱动晶体管Drl的栅电极(驱动晶体管Wrl的源电极)与驱动晶体管Drl的源 电极之间形成保持电容Csl。在驱动晶体管Dr2的栅电极(写入晶体管Wr2的源电极)与 驱动晶体管Dr2的源电极之间形成保持电容Cs2。接下来，将参照图13以及图11和图12描述在其上形成了有机发光器件50R(或 50G.50B)的基板11的详细结构。在基板11中，包括像素驱动电路250的像素驱动电路形 成层112也设置在基底111上。在基底111的表面上，作为第一层的金属层，分别设置作为驱动晶体管Drl的栅电 极的金属层231G、作为驱动晶体管Dr2的栅电极的金属层241G、作为写入晶体管Wrl的栅 电极的金属层251G、作为写入晶体管Wr2的栅电极的金属层261G及信号线120A。用由氮 化硅、氧化硅等所构成的栅极绝缘膜来覆盖金属层231G、241G、251G及261G和信号线120A。 在栅极绝缘膜上对应于金属层231G、241G、251G及261G的区域中，分别设置(由非晶硅等 构成的)半导体薄膜所形成的沟道层。在驱动晶体管Drl和Dr2及写入晶体管Wrl和Wr2 的各沟道层上，设置绝缘沟道保护膜，以占据作为沟道层的中央区的沟道区。在各沟道保护 膜的两侧上的区域中，设置由(由η型非晶硅等构成的)n型半导体薄膜所形成的源区和漏 区。漏区与源区被其间的沟道保护膜互相分离。其端面被其间的沟道区互相分离。此外， 作为第二层的金属层，设置作为漏极配线和漏电极的金属层232D、242D、252D及262D以及 作为源极配线和源电极的金属层232S、242S、252S及262S，以分别覆盖驱动晶体管Drl和 Dr2与写入晶体管Wrl和Wr2的各漏区和各源区。金属层232D、242D、252D及262D和金属 层232S、242S、252S及262S具有如下结构，S卩，其中，例如，钛层、铝层及钛层顺序地层叠。 作为第二层的金属层，除了前述的金属层232D、242D、252D及262D以及金属层232S、242S、 252S及262S之外，还设置了扫描线130A和电源供给线140A。用钝化膜217覆盖这样的像 素驱动电路250，如像素驱动电路215 —样，在该钝化膜上设置有平坦化绝缘膜218。能够以与前述的第一实施方式的显示单元相同的方式制造显示单元。在该显示单元中，通过写入晶体管Wrl和Wr2的栅电极(金属层231G和241G)从 扫描线驱动电路130向像素201提供扫描信号，并且通过写入晶体管Wrl和Wr2将来自信 号线驱动电路120的图像信号保持在保持电容Csl和Cs2中。同时，电源供给线驱动电路 140与通过扫描线驱动电路130以行为单位的扫描同步地向电源供给线140A提供高于第二 电位的第一电位。从而，选择驱动晶体管Drl和Dr2的导通状态，并且驱动电流Id被注入 到各有机发光器件50R、50G及50B，从而产生电子空穴复合而开始发光。光被第一电极反 射，并且通过第二电极被传输。通过第二电极传输的光通过开口 61A和61B中的保护层及 设置在保护层上的密封基板被传输，并被弓I出。如上所述，该实施方式的显示单元包括多个像素201和用于驱动像素201的像素 驱动电路250等。像素201包括其中发光区55A的开口率相对较小的正面亮度优先区域和 其中发光区55B的开口率相对较大的视角亮度优先区域。在像素201的发光区55A的光引 出侧，设置包括(具有作为反射面的侧壁的)多个圆形开口 61A的反射器结构60A。在发 光区55B的光引出侧，设置包括(具有作为反射面的侧壁的)矩形开口 61B的反射器结构 60B。因此，在像素201中，从发光区55A向显示面侧引出的光不容易散射，并且在正面方向 上被输出。同时，与从发光区55A引出的光相比，从发光区55B引出的光在对角线方向上散射。因此，在像素201中，来自发光区55A和55B的每束引出光重叠在一起。结果，在显示 面正面方向上的光量增大的同时，确保了对角线方向上的光量。因此，显示面正面方向上的 亮度与显示面对角线方向上的亮度之间的平衡变得很好。因此，在抑制功耗增大的同时，能 够提高亮度，并且能够确保宽视角。在这种情况下，由于每个像素201包括正面亮度优先区 域和视角亮度优先区域，所以与这些区被包括在每个不同像素中的情况相比，能够进一步 提高显示视频的分辨率。在该实施方式中，已经描述了在像素驱动电路250中作为写入晶体管Wrl和Wr2 的栅电极的金属层251G和261G连接至相同的扫描线130A的情况。但是，作为写入晶体管 Wrl和Wr2的栅电极的金属层251G和261G可以连接至每条不同的扫描线130A。从而，能 够独立地驱动发光区55A和55B。因此，如第一实施方式的显示单元一样，可以在正面方向 上减小视角，确保了宽视角，并且控制视角。3.模块和应用实例将描述在前述各实施方式中所描述的显示单元的应用实例。前述各实施方式的显 示单元能够应用于用于显示从外部输入的视频信号或内部产生的视频信号作为图像或视 频的任何领域中的电子设备的显示单元，比如电视设备、数码像机、笔记本个人计算机、诸 如移动电话的便携式终端设备及摄像机。模块例如，前述各实施方式的显示单元作为图14中所示的模块被结合在诸如后述的 第一至第五应用实例的各种电子设备中。在模块中，例如，在基板11的一侧设置从密封基 板26和粘结层所暴露出的区域210，并且通过延伸信号线驱动电路120和扫描线驱动电路 130的配线，在所暴露的区域210中形成外部连接端子(未示出)。可以使用用于输入和输 出信号的柔性印刷电路(FPC) 220来设置外部连接端子。第一应用实例图15示出了应用了前述各实施方式的显示单元的电视设备的外观。例如，电视设 备具有包括正面面板310和滤光玻璃320的视频显示屏部300。视频显示屏部300由根据 前述各实施方式的显示单元构成。第二应用实例图16A和图16B示出了应用了前述各实施方式的显示单元的数码像机的外观。例 如，数码像机具有用于闪光的发光部410、显示部420、菜单切换430及快门按钮440。显示 部420由根据前述各实施方式的显示单元构成。第三应用实例图17示出了应用了前述各实施方式的显示单元的笔记本式个人计算机的外观。 例如，笔记本式个人计算机具有主体510、用于输入字符等的操作的键盘520及用于显示图 像的显示部530。显示部530由根据前述各实施方式的显示单元构成。第四应用实例图18示出了应用了前述各实施方式的显示单元的摄像机的外观。例如，摄像机具 有主体610、设置在主体610的前侧面上的用于拍摄物体的透镜620、拍摄中的启动/停止 开关630及显示部640。显示部640由根据前述各实施方式的显示单元构成。第五应用实例
图19A 图19G示出了应用了前述各实施方式的显示单元的移动电话的外观。在 移动电话中，例如，上部机壳(package) 710和下部机壳720通过连接部(铰链部)730连接。 移动电话具有显示器740、副显示器750、画面灯(pictures light) 760及相机770。显示器 740和副显示器750由根据前述各实施方式的显示单元构成。虽然已经参照实施方式描述了本发明，但是本发明不限制于前述实施方式，而是 可以进行各种修改。例如，在前述实施方式中，已经描述了有机发光器件的第一电极为阳极 而第二电极为阴极的情况。但是，相反地，第一电极可以为阴极，并且第二电极可以为阳极。此外，在前述实施方式中，已经具体描述了红色、绿色及蓝色有机发光器件的各结 构。但是，不必设置所有层，或者可以进一步设置其它层。例如，可以在第一电极与有机层 之间设置由氧化铬(III) (Cr2O3)、ITO等构成的电子空穴注入薄膜层。此外，在前述实施方式中，已经具体描述了有源矩阵型显示单元。但是，本发明也 可应用于无源矩阵型显示单元。此外，用于驱动有源矩阵的像素驱动电路的结构不限于前 述实施方式等中所描述的情况，并且可以根据需要添加电容器件或晶体管。在这种情况下， 根据像素驱动电路的变化，除了信号线驱动电路和扫描线驱动电路之外，还可以添加必要 的驱动电路。本领域的技术人员应该理解，根据设计需求和其他因素可以对本发明进行各种修 改、组合、再组合以及改进，只要其在所附权利要求或其等同物的范围之内。
权利要求
一种显示单元，包括正面亮度优先的第一区域，其中，发光区的开口率相对较小；视角亮度优先的第二区域，其中，发光区的开口率相对较大；以及驱动装置，用于驱动所述第一区域和所述第二区域。
2.根据权利要求1所述的显示单元，具有多个像素，其中，所述第一区域和所述第二区 域包含在各个不同的像素中。
3.根据权利要求1所述的显示单元，具有多个像素，其中，所述第一区域和所述第二区 域包含在相同的像素中。
4.根据权利要求2或3所述的显示单元，其中，在有机发光器件上，所述第一区域具有 第一反射器结构，所述第一反射器结构包括具有作为反射面的侧壁的多个开口。
5.根据权利要求4所述的显示单元，其中在所述有机发光器件上，所述第二区域具有第二反射器结构，所述第二反射器结构包 括具有作为反射面的侧壁的开口 ；并且所述第二反射器结构的开口数量小于所述第一反射器结构的开口数量。
6.根据权利要求5所述的显示单元，其中，所述第一反射器结构的每个开口的平面形 状为圆形，并且所述第二反射器结构的所述开口的平面形状为矩形。
7.根据权利要求1所述的显示单元，其中，所述驱动装置具有用于驱动所述第一区域 的第一驱动装置和用于驱动所述第二区域的第二驱动装置，并且所述驱动装置同时驱动所述第一区域和所述第二区域。
8.根据权利要求1所述的显示单元，其中，所述驱动装置具有用于驱动所述第一区域 的第一驱动装置和用于驱动所述第二区域的第二驱动装置，并且所述驱动装置以不同的时序驱动所述第一区域和所述第二区域。
9.一种显示单元，包括正面亮度优先的第一区域，其中，发光区的开口率相对较小；视角亮度优先的第二区域，其中，所述发光区的开口率相对较大；以及驱动部，用于驱动所述第一区域和所述第二区域。
全文摘要
本发明提供了一种显示单元，其在抑制功耗增加的同时，能够提高亮度并能够确保宽视角。所述显示单元包括正面亮度优先的第一区域，其中发光区的开口率相对较小；视角亮度优先的第二区域，其中发光区的开口率相对较大；以及驱动装置，用于驱动第一区域和第二区域。
文档编号G09G3/32GK101958096SQ20101022514
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月9日 优先权日2009年7月16日
发明者内野胜秀, 妹尾佑树, 山下淳一 申请人:索尼公司